TODOPIC
Microcontroladores PIC => * PROYECTOS * => Mensaje iniciado por: 16f en 22 de Febrero de 2008, 15:12:35
-
HOLA AMIGOS COMIENZO CON LA CONSTRUCCION DE UN VARIADOR DE VELOCIDAD PARA MOTORES TRIFASICOS
LA IDEA ES CONTRUIR ESTE EQUIPO EN FORMA CONJUNTA CON LA COMUNIDAD.
DESARROLLO:
1 VARIACION DE LA FRECUENCIA DE LA RED
2 SISTEMA A UTILIZAR ANCHO DE PULSO
3 FUSIBLES DE SITEMA a) MAXIMA FRECUENCIA B) MINIMA FRECUENCIA c) BLOQUEO DE FRECUENCIA
4 TEMPORIZADORES DE ACTIVACION
5 RAMPLAS DE PARTIDA Y PARADA
PREPARANDO MATERIAL PARA PUBLICAR
-
Principio de funcionamiento
Los dispositivos variadores de frecuencia operan bajo el principio de que la velocidad síncrona de un motor de corriente alterna (CA) esta determinada por la frecuencia de CA suministrada y el número de polos en el estátor, de acuerdo con la relACION:9855996e9a7facf57b36b03554a0902b.png
RPM = Revoluciones por minuto
f = frecuencia de suministro AC (hertz)
p = Número de polos (adimensional)
Motores síncronos operan a velocidad síncrona determinada por la anterior ecuación. La velocidad de un motor de inducción es un poco menor que la velocidad síncrona.
-
Algoritmo de control.
El algoritmo de control usado para controlar este sistema, pensado para obtener un control estacionario estable, es muy sencillo y eficaz. A una frecuencia prefijada se activa un procedimiento que recupera la información sobre las revoluciones efectuadas desde la última lectura. Este procedimiento puede ser llamado por una de las interrupciones periódicas del PC, p.e. la interrupción de usuario del reloj de tiempo real, 0x4a, o la interrupción del temporizador del sistema, 0x08, cuya frecuencia es variable y podemos adaptar a nuestro propósito. Una vez conocido el desplazamiento, calculamos la velocidad real y la comparamos con la velocidad programada. Si la velocidad real es mayor, reducimos el tiempo en alto del pulso de control (ver Modulación por ancho de pulso), si es menor, aumentamos el tiempo en alto del pulso de control, y si es la adecuada, no realizamos ningún cambio. Otro proceso periódico, también realizado por interrupción, debe encargarse de mandar los pulsos de control al motor.
El control de velocidad de motores desde hace tiempo dejo de ser exclusivo de motores de corriente directa y se aplicó a motores de corriente alterna. Sin embargo, la aparición de rectificadores controlados ha hecho que adquiera una mayor importancia en motores de corriente alterna; en motores de inducción se ha obtenido mediante el control de voltaje aplicado al estator o variando la resistencia en el rotor cuando es de tipo devanado, ambos procedimientos pueden ser logrados con el rectificador controlado.
Aplicación del rectificador controlado a motores de inducción.
El rectificador controlado se puede utilizar para el control del voltaje aplicado a las terminales del mismo, colocándolo en serie con las terminales del estator.
También puede ser utilizado en las terminales del rotor para controlar la corriente del mismo, este segundo método constituye el propósito de este trabajo.
Operación del rectificador controlado.-
El funcionamiento del rectificador controlado es esencialmente el de un rectificador en el cual el comienzo de la conducción puede ser controlado mediante una señal de disparo pequeña alimentada a la rejilla. La conducción sola puede detenerse reduciendo la corriente a cero o a un nivel muy bajo. Cuando se utilizan estos dispositivos en corriente alterna, el cese de la conducción se obtiene fácilmente
Los variadores de velocidad.
Por otro lado, también existen motores que operan con cargas variables, a veces en función de la temperatura, otras veces en función de flujo o presión, dependiendo de las necesidades de uso o de la ocupación y es en estos casos en los que utilizando los variadores de velocidad, se adaptan los caballos de potencia (Horse Power - HP) del motor a la necesidad, logrando con esto tener por así decirlo, un motor de potencia variable y por lo tanto un motor que reduce sus requerimientos de energía eléctrica, obteniendo así ahorros sustanciales.
-
PARTES DE UN VARIADOR DE FRECUENCIA
Todos los variadores de frecuencia modernos cuentan con las siguientes partes principales:
Circuito Rectificador. Recibe la tensión alterna y la convierte en continua por medio de un puente rectificador de diodos o tiristores.
Circuito intermedio. Consiste en un circuito LC cuya función principal es suavizar el rizado de la tensión rectificada y reducir la emisión de armónicos hacia la red.
Inversor. Convierte el voltaje continuo del circuito intermedio en uno de tensión y frecuencia variable mediante la generación de pulsos. Los variadores modernos emplean IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor) para generar los pulsos de voltaje de manera controlada.
Circuito de control. El circuito de control enciende y apaga los IGBT para generar los pulsos de tensión y frecuencia variables. Además, realiza las funciones de supervisión de funcionamiento monitoreando la corriente, voltaje, temperatura, etc. con teclados e interfaces amigables de fácil empleo.
Los variadores de frecuencia más empleados son los PWM (Modulación de Ancho de Pulsos) que emplean en el circuito de entrada puente de diodos rectificadores. En el circuito intermedio poseen condensadores y bobinas para disminuir el rizado del voltaje rectificado, además las bobinas ayudan a disminuir el contenido armónico de la corriente generada por el variador de frecuencia y por ende a mejorar el factor de potencia. Algunos fabricante emplean las bobinas de línea en lugar de las bobinas DC del circuito intermedio, pero tienen la desventaja de ocupar más espacio, generar una caída de tensión mayor y disminuir la eficiencia del variador.
La sección del inversor utiliza los IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) para convertir la tensión continua del circuito intermedio en una tensión de salida con frecuencia variable. Los IGBT envían pulsos de duración variable hacia el motor y como respuesta se obtiene una corriente casi senoidal.
Los IGBT conmutan a una frecuencia entre 2 a 16kHz, llamada frecuencia portadora. Una frecuencia portadora alta reduce el ruido acústico del motor pero disminuye la eficiencia y la longitud permisible del cable hacia el motor. Además, los IGBT generan mayor calor a una frecuencia portadora más alta. Los IGBT pueden generar altos picos de voltaje que son potencialmente perjudiciales para el motor. Estos picos se producen por el fenómeno de reflexión que duplica el voltaje del circuito DC. Cuando mayor es la longitud de los cables, mayor el efecto de reflexión. Estos picos originan perforaciones en el aislamiento del motor y gradualmente lo van destruyendo. Algunos fabricante solo permiten una longitud de 7m de cable hacia el motor. Para contrarrestar este efecto, se emplean las bobinas de motor, permitiendo en algunos casos una distancia de hasta 300m de cable al motor. Los nuevos IGBT de 3ra generación controlan mejor la generación de los pulsos de voltaje y por lo tanto el efecto de reflexión es menor.
Los variadores requieren de señales de control para su arranque, parada y variación de velocidad; así como enviar señales de referencia a otros dispositivos como PLC u otros variadores. Es importante que estas señales estén aisladas galvánicamente para evitar daños en los sensores o controles y evitar la introducción de ruido en el sistema de control.
-
La verdad me parece muy interesante tu proyecto, pero no uso pic basic.
Igual escribia para apoyarte y comentarte que voy a seguir tu hilo muy de cerca tratando de comprender su funcionamiento y aportando en lo que pueda.
Saludos
-
si no hay problema cualquier cosa sirbe:
-
hola muy bueno tu trabajo, ya que el cobre es parte de mi vida diaria me uno al hilo tambien :-/
-
Muy bueno el proyecto! lo voy a seguir de cerca!!
Saludos
-
ocuparemos el 16f877a ocuparemos sus 3 temporizadores, todos los puertos, interrupciones de desbordamiento de TMR1 y TMR0.
valores de señal, hn1, hn2, hn3, ln1,ln2,ln3
h: medio ciclo positivo del pwm
l : medio ciclo negativo
hn2 esta desfasada 120º con respecto a hn1 asi hn3 se encuentra 240 con respecto a hn1. de igual forma , ln2 esta desfasada 120º y ln3 240º, ambas con respecto a ln1. a su vez, por la condicion de que dos transistores de la misma rama no pueden conducir al mismo tiempo, y por la natura leza del pwm unilateral,ln1 es desfasada 180º respecto a hn2, y ln3 es defasado 180º con respecto hn3
-
que! buen Proyecto loco! saludos. :-)
-
ESTRUCTURA DE EL POSIBLE PROGRAM PARTE NUMERO I
y circuito de potencia en el control de H Y L
-
que tal si vemos el circuito esquematico
-
Muchachos yo no quiero ser mala honda pero les comento que yo desde hace años vengo tratando de hacer uno pero me e topado con muchos problemas de soft y hard ,
Les comento como para que se vayan focalizando en;
_La fuente de alimentación (por que en la mayoría de los inverter tienen cinco ,una para la lógica, tres para el canal p de los igbts ,una para el canal n)
_los harmónicos que si no encuentran el método para aprovecharlos van a tener que sobredimensionar mal los igbts
_es todo una historia generar pwm en tres fases a 120 grados(salvo si utilizan DSpic)
Y controlar el flujo magnetico
_los pack de igbt modernos (con etapa driver igbt detector de corriente y protecciones barias)en argetina son difíciles de conseguir
_la tienen que tener muy clara con los ruidos eléctricos (por que si no vuela todo y mal)
-
si amigo tienes mucha razon la fabricacion de vf es todo reto. los armonicos el control de frecuencias y el control de las corrientes por intermedio de los transistores, crean un evento especial.
pero la idea no es pensar que esto ya es un fracaso, si no todo lo contrario es un desafio.
de todas formas amigo si tienes algo para apoyar solo tienes hablar. el lenguaje que quiero implementar es basic con proton.
-
Bueno pido disculpas si ofendí a alguien , pero les adelante un poco los problemas que se ban a encontrar, peor es no saber la dimensión del problema, yo programo en C con HI-tech, y hacen un ruido los igbts al explotar :D :mrgreen:
De toda manera soy un cabeza dura y en lo que pueda los boy a ayudar para que no pierdan mucho tiempo
-
no, amigo no hay problem la idea es que cada experiencia pueda enriquecer esto, aunque explote :D
y esto puede ser en asm , basic, pascal, c u otro
-
Muy buen emprendimiento 16f !, :-/ te vamos a acompañar en lo que podamos ok?
Un abrazo!
Norberto
-
GRACIAS NORBERTO .
AQUI TENEMOS EL CIRCUITO OPTO ACOPLADO DE LA POTENCIA
-
ESTRUCTURA FINAL DE EL PROGRAMA PARTE I Y II
-
Muy buena tu iniciativa yo también me uno, aunque aun no voy a empezar la construcción del inversor si voy a estudiar la parte de potencia el rectificador y el inversor y su manejo. Muy buenos los pdf que has dado los leeré.
La curva v-f supongo que también es válida para los motores ac síncronos de imanes permanentes o PMSM, pienso también usar estos motores para hacerles control dinámico aplicado a las máquinas CNC.
saludos
-
PARA COMENZAR CON ESTE PROYECTO LO PRIMERO ES ESTABLECER ALGUNOS CONOCIMIENTOS PREVIOS
SI ES DE SIMULAR UNA SEÑAL PARA UN MOTOR PASO A PASO, TENEMOS QUE PENSAR EN UN TREN DE PULSOS
SI ES UN SERVO MOTOR TAMBIEN PENSAREMOS EN UN TREN DE PULSOS.
VEAMOS UN SEÑAL PARA UN SERVO MOTOR , LOS CUALES SE ALIMENTAN POR UNA SEÑAL PWM, SI QUEREMOS OPTENER VELOCIDAD LA FRECUENCIA DEL TREN DE PULSOS DEBE SUBIR Y SI QUEREMOS BAJAR LA VELOCIDAD TENEMOS QUE DISMINUIR LA FRECUENCIA. ESTAS DOS CARACTERISTICAS SE IMPLEMENTAN EN LA CONSTRUCCION DE LA ONDA SENOIDAL.
PARA OPTENER UNA SEÑAL POSITIVA SE RECURRE A UN TREN DE PULSOS QUE SE CONTROLAN LOS TIEMPOS DE REPOSO Y ACTIVACION DE ESTE MODO SE FABRICA MEDIA ONDA POSITIVA CON EFECTO (SENOIDAL CUADRADA)
PARA LA CONSTRUCCION DE EL LADO NEGATIVO SERA LO MISMO.
EL RESULTADO FINAL DE LA SEÑAL A OCUPAR ESTA EN MANOS DEL INVERSOR.
-
Hola a todos yo ahorita acabo de empezar mi trabajo de fin de carrera el cual es algo relacionado con este tema, apenas me estoy documentando pero ya tengo casi todo listo para arrancar el titulo es "APLICACION DE PROCESAMIENTO DE SEÑALES DIGITALES EN SISTEMAS DE CONTROL VECTORIAL PARA MOTORES DE INDUCCION TRIFASICO" por motivos economicos no podre realizar el proyecto fisicamente ya que el costo del proyecto esta algo elevado asi que utilizare el simulink de matlab y trabajare con un modelo matematico del motor de induccion.
Con el control vectorial permite mejorar la respuesta dinamica del motor de induccion aproximandola a la de un motor de DC, para realizar este control se necesita de un gran procesamiento matematico el cual tiene que ser en tiempo real y este procesamiento lo podemos obtener por los DSP ya que hay una gran gama de estos en el mercado.
Asi que si todo sale bien y como esta en mi cronograma lo tendre terminado para julio de este año y espero subirlo aqui para compartirlo.
-
Excelente el tema, solo recuerden que estan trabajando con Voltaje Alterno, para lo cual deben tomar precauciones para evitar choques electricos y quemar componentes (que bastantes son costosos) para este tipo de montaje es recomendable revisar varias veces el coneccionado antes de conectar a la alimentacion AC
-
Hola. Estuve viendo el esquematico que realizaste y veo que no utilizas las dos salidas PWM que posee el 877. ¿No es posible implementar estas salidas?. Se que faltaria un pwm mas pero este se podria crear utilizando un timer. Estoy muy interesado en ver como sigue esto ya que hace unos meses hice un variador de frecuencia con un 877 y un circuito muy similar al tuyo, pero no utilice PWM sino un metodo llamado 'ondas seno magicas', que basicamente son trenes de pulsos que equivalen a una onda senoidal, eliminando las primeras armonicas que son las mas molestas. El variador funciona bien, pero el ruido acustico que genera es muy molesto y se me hacian unos picos que,a largo plazo, me parecian muy nocivos para el motor.
Actualmente quiero hacer un variador con PWM y pensaba usar un DSPIC, pero antes voy a tratar de implementar el 877 ya que tengo todo el hard hecho. Si tenes algo de codigo escrito para ver si puedo implementarlo te lo agradezco. Yo por mi parte voy a tratar de empezar a escribir codigo para generar las tres salidas PWM en el 877. Solo se escribir en assembler pero si es necesario aprendo el que usas vos.
Desde ya muchs gracias y espero lleguemos a buen puerto.
Sebastian
-
hola amigos , el pwm se puede sacar de cualquier puerto solo haciendo un bucle de tiempos , en este caso para dibujar la señal senoidal.
lamentablemente estoy un poco atrasado en esto pero luego retomo para terminar el codigo de prueba.
-
hola
tengo el mismo problema solo que lo estoy haciendo para un motor monofasico y lo que necesito es general un pwm sinusoidal, estoy trabajando con proton y con el pic 16f877 y me encantaria que alguien pudiera ayudarme, por que en realidad e intentado hacer muchas cosas pero no me da al momento de simular.
mi unico problema es generar ese pwm que no se como ponerlo en el software y para que cuando lo simule me muestre al inicio esos pulsos que tengan forma de onda seno o que al momento de filtrar la señal pueda ver la onda seno como tal.
muchas gracias si me pueden ayudar,
-
Hola
¿Ha llegado este proyecto a buen puerto? Es una pena, a pesar de las complicaciones que pueda presentarse tiene su atraccion. Con que gire tal como dice el pdf (28hz a 68 hz) ya estaria muy bien a pesar de no ser un variador con todas sus parafernalias. Segun el autor funciona. ¿alguien lo ha construido?
Vamos 16F animo, tienes mi voto.
Un saludo a todos
fixup (cb30)
-
como estan estuve viendo sus materiales son muy importantes pero me gustaria ver el codigo de programacion del pic para analizar algo gracias si es posible es que tengo unproyecto y quiero ver en que me puede ayudar
-
Buen dia saludos desde colombia.
No se si todavia siguen en este hilo pero voy a plantear mis dudas :)
Estoy diseñando un variador de frecuencia para un motor trifasico de 1/2Hp mi proyecto lo he dividido en etapas.
Etapa de potencia
Etapa de aislamiento
Etapa de control
Con respecto a la etapa de potencia esta conformada por el rectificador los condensadores un terminal de sensado para el DC_BUS que ira conectado al sistema de control el sistema de resistencia de frenado conformado por una resistencia un diodo y el IGBT de conmutacion y por ultimo la etapa inversora.
Mi problema es con respecto al circuito de precarga que se encuentra entre el puente rectificador y los condensadores. Segun el diagrama planteado arriba utilizan una resistencia en paralelo con un rele y que al cabo de un tiempo el rele se cierra para asi conducir toda la carga a los condensadores.
Ese sistema de control del rele como lo puedo generar el micro que estoy utilizando es el MC3PHAC de Freescale segun su hoja de dato este micro no trae para manejar esos tiempos de apagdo y encendido del rele. Que circuito puedo implementar y como calculo el tiempo de cierre del rele.
Gracias
-
No es por ser mala onda pero esto es mas complicado de lo que se pinta, aparte veo q no conocen mucho , tendrian que investigar un poco mas
:/ vi uno que menciono algo sobre los armonicos y dimensionar los IGBT
le doy toda la razon, con el poco material y las ideas muy basicas no se va a lograr hacer, si en algo puedo ayudar lo haré
yo aun sigo programando en ASM ^^
salu2 C:
-
Excelente tema yo estoy tratando de fabricar uno pero lo quiero hacer con comparadores analógicos en cuanto a la parte de las pwms , pero no consigo información de como usarlos en CCS Compiler . alguno de ustedes me podría ayudar con un ejemplito de como activar y configurar este modulo analógico para comparar una señal de reloj (REFRENCIA) con una triangular (MODULADORA)..
-
buenas tardes, alguien termino el proyecto?, les funciono?